В римский период на месте площади был театр. Позднее было построено 36 башен, в которых поселилось семейство Уберти, бывшее гибеллинами. В 1260 году после победы гвельфов все постройки семейства Уберти были разрушены. После этого и образовалась площадь. За свою историю она сменила несколько имён: площадь Приоров, площадь Великого герцога и площадь Нации.

На площади базировалась Синьория Флорентийской республики[en]. Резиденцией являлся дворец Синьории (итал. Palazzo della Signoria), построенный Арнольфо ди Камбио в 1298—1310 годах. Этот дворец также известен как палаццо Веккьо. Правительство республики возглавлял Гонфалоньер справедливости (итал. Gonfaloniere della Giustizia). В правительство входили 24 приора, избиравшихся на два месяца. Весь этот период они обязаны были находиться в этом дворце, собирать Коллегии (Collegi) и принимать решения.

Если в результате голосования было необходимо кого-то казнить, то жертву помещали в каморку над залом заседаний, находившуюся в башне под колоколом. В 1433 году там был заключён Козимо Медичи, и там же в 1498 году провёл свои последние дни Джироламо Савонарола.

После прихода к власти Козимо Медичи все республиканские учреждения были ликвидированы, а сам Козимо поселился в палаццо Веккьо. В 1478 году на площади в оконных проёмах дворца были повешены заговорщики, напавшие на Лоренцо и Джулиано Медичи. 23 мая 1498 года на площади были сожжены Савонарола и два его сподвижника-доминиканца. Об этом событии напоминает круглая плита, установленная на мостовой перед Фонтаном Нептуна[en].